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L'invention concerne les dispositifs de fermeture des récipients et plus particulièrement des bouteilles contenant des boissons.
Elle consiste dans un dispositif de fermeture ou capsule, dont l'obturateur comporte une portion en saillie flexible, déformable, qui vient en contact avec le goulot du récipient et est déformée élastiquement par lui, de sorte que son étanchéité est indépendante dans une large mesure des légères variations de la position de la capsule sur le goulot du récipient et des mouvements de levée ou de rebondissement élastique de la capsule une fois posée, qui ne peut pas se dilater dans la région subissant Inaction de la pression sous l'effet des mouvements de levée de la capsule; et qui constitue ainsi une fermeture plus parfaite des récipients, tout en effectuant le capsulage dans les conditions et par les procédés normaux.
La capsule et l'obturateur représentés sont destinés aux récipients contenant des boissons gazeuses et ce résultat est obtenu en façonnant une composition d'étanchéité en caoutchouc élastique, de préférence moulée, de façon qu'une portion vienne en contact avec le goulot du récipient tandis qu'une portion en saillie vient en contact étroit avec la surface intérieure du goulot et est poussée en permanence contre elle par sa propre élasticité et par la pression du gaz éventuellement contenu dans le récipient fermé.
Suivant une caractéristique de l'invention, cette forme perfectionnée du contour de l'obturateur, est combinée avec une capsule, dont le rebord est formé d'une nouvelle manière, et exerce une plus forte résistance de retenue de la capsule, de sorte qu'on obtient une capsule offrant une grande sécurité à l'égard des ruptures accidentelles ou fortuites, ou si on
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être fabriquée avec succès avec une tôle d'épaisseur minimum.
Actuellement, les capsules sont ébauchées et embouties en fer blanc de 0,30 mm d'épaisseur ou supérieure, pour obtenir une fermeture parfaite, mais si le métal est plus léger et plus ductile, on constate qu'elles ne sont pas susceptibles de retenir l'obturateur.
Un autre objet de l'invention consiste dans une fermeture dû type précité, qui permet d'employer un métal plus léger, par exemple sur les récipients à goulots normalisé contenant des boissons gazeuses, du fer blanc de 0,22 mm. seulement d'épaisseur, mais d'une nouvelle forme qui permet de réaliser une fermeture parfaite même exécutée par les moyens ordinaires et
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La nouvelle forme de capsule est caractérisée par des cannelures ordinaires du rebord formées normalement par des portions faisant entre elles un angle de moins de 90[deg.].
D'autres caractéristiques.et avantages apparaîtront au cours de la description.
Sur le dessin ci-joint La figure 1 est une coupe transversale partielle d'un récipient comportant 'une fermeture suivant l'invention appliquée sur son goulot et reposant sur lui avant sa fermeture. La figure 2 est une coupe semblable à la figure 1, sur laquelle les éléments sont dans la position qu'ils occupent une fois l'opération de capsulage ou de fermeture terminée,, la figure 3 est une coupe semblable à la figure 1 et représente une variante de l'obturateur.
L'invention est décrite en tant que s'appliquant particulièrement aux capsules à cannelures, qui sont celles du seul type normal appliqué sur les récipients sous pression, dont la bonne fermeture a une importance primordiale, ainsi qu'on peut le voir, une capsule à cannelures se compose d'une plaque 10 et d'un rebord cannelé 12. Le rebord a une forme perfectionnée décrite en détail plus loin. Un obturateur 22 fixé sur la surface intérieure ou inférieure de la plaque 10 consiste en une couche d'une matière élastique déformable, telle que le caoutchouc ou autre élastomère approprié n'ayant
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pose d'une portion centrale mince 24 en forme de diaphragme empêchant le contenu du récipient de venir en contact avec la surface intérieure de la plaque 12, qui est normalement en tôle métallique.
Le diaphragme 24 est entouré par une zone annulaire 26, encore mince mais un peu plus épaisse que le diaphragme. Cette zone se prolonge de préférence jusqu'à la périphérie de la plaque 12 et vient en contact avec
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matière analogue au caoutchouc et a de préférence une forme de nature à former un matelas légèrement déformable entre la capsule et le récipient.
Une bague d'étanchéité 28 disposée au point de jonction entre
la portion de diaphragme 24 et la zone en contact avec le goulot 26 est en saillie sous forme de nervure suivant l'axe de la capsule sur une assez grande distance. Sa section transversale s'amincit de haut en bas et son diamètre extérieur à la base est un peu plus grand que son diamètre intérieur au goulot du récipient Il 0.
L'obturateur 22 est solidement fixé sur la plaque 10 de préférence en le moulant sous pression contre sa surface. Les portions extrêmement minces de l'obturateur sont ainsi moulées sur place, n'ont pas besoin de subir des manipulations susceptibles de les endommager, et l'ensemble de l'obturateur est solidement fixé sur la capsule, sans intervention d'adhésif, mais il peut être moulé séparément et mis en place au moyen d'un adhésif si on le désire.
Lorsque la capsule repose sur le goulot d'un récipient 30, figu-
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récipient 30 et supporte la capsule. Lorsqu'on pousse la capsule en place et qu'on la plisse, ou la fixe de toute autre manière sur le récipient, la bague d'étanchéité 28 est poussée à force en contact étroit avec l'orifice courbé vers le haut et en dehors du trou du goulot du récipient et est déviée en dedans radialement, de sorte qu'elle a tendance à s'appliquer élastique- ment en dehors contre la portion adjacente du bord 32 et à maintenir une pression radiale qui établit un contact étroit initial entre la bague 28 et le bord 32 du récipient.
Il ressort de la figure 2 que lorsque le contenu gazeux de la bouteille exerce une pression supérieure à la pression atmosphérique, la bague
28 fonctionne à la manière du clapet d'une soupape de retenue et le joint qu'elle forme devient plus efficace du fait qu'elle est poussée de plus en 'plus fort contre le bord 32 par la pression du récipient lorsqu'elle augmente.
De plus lorsque la capsule se soulève légèrement sous l'effet d'une augmentation de la pression dans le récipient par exemple sous l'effet de la chaleur, la bague d'étanchéité 28, qui est à l'état de tension, se déplace en dehors dans le sens radial de façon à remplir l'espace ainsi formé et la surface de poussée est ainsi maintenue constante et sensiblement égale à la
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qu'elle ne se prolonge vers le bas qu'à peu près jusqu'à la portion cylindrique du goulot. La.tendance de la capsule à -se soulever reste donc proportionnelle à la pression du récipient et la surface de poussée susceptible d'accélérer la rupture n'augmente pas.
Quoique l'obturateur 22 décrit ci-dessus convienne à plusieurs types de fermetures, le dessin représente une forme de construction perfectionnée du rebord d'une capsule à cannelures en combinaison avec un obtura-' , teur 22, qui est particulièrement avantageuse. Le rebord 12 dirigé vers le bas de cette forme de capsule et déformable de façon à former un rebord de retenue 12a comporte des cannelures, rainures ou cavités 14 qui alternent avec des plis 16 formant des nervures, et les portions intérieures des cavités 14 sont formées par des portions 14a et 14b faisant entre elles un angle
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nant à la capsule l'aspect général d'une capsule à rebord radiale En d'autres termes, les portions,de forme conique 14b se trouvent sur un cône dont l'axe coincide avec celui de la capsule et dont le sommet se trouve au-delà de l'extrémité de la capsule opposée à la plaque de l'extrémité 10. L'angle au som-
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La relation angulaire entre les éléments n'est pas nécessairement limitée aux chiffres exacts qui précèdent. Par exemple, on a constaté que tant que les portions 14b restent sensiblement inclinées vers le haut en s'éloignant de l'axe de la capsule, on obtient les résultats avantageux indiqués ci-après. On a constaté que les limites actuelles les plus avantageuses et
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sont comprises entre 70[deg.] et 80[deg.] (correspondant à un angle au sommet compris entre 1400 et 160[deg.] pour le cône sur lequel se trouvent les portions 14b) et à l'heure actuelle les valeurs exactes indiquées ci-dessus c'est-à-dire 75[deg.]
(ou 150[deg.] pour le cône) paraissent être les meilleures.
Au cours de l'opération de formation de la capsule suivant l'invention, les extrémités des nervures d'emboutissage des rainures de la matrice d'emboutissage de la capsule étirent le métal de l'ébauche ou disque de la capsule en forme de pointes plus basses que toute autre portion du rebord de façon à former des saillies 14c dirigées vers le bas, qui forment
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formées de la même manière que celles d'une capsule ordinaire, mais en raison de l'emboutissage profond des pointes 14c, elles prennent un contour courbe changeant rapidement de direction, et viennent finalement se confondre avec la périphérie 18 du rebord, sans leur faire prendre une forme ondulée ou irrégulière, quoique leur contour en plan soit légèrement ondulé, du fait qu'elles sont légèrement repoussées en dedans suivant des rayons passant par les pointes 14c.
Pour poser et fermer une capsule à cannelures sur' un récipient, on fait généralement descendre une matrice creuse en contact'avec les plis ou nervures dirigés vers le bas et en dehors, cette matrice rencontre les portions évasées des nervures et les rabat en dedans en continuant à descen-
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venant se placer au-dessous d'un bourrelet ou dans une encoche situés'dans une position appropriée de la paroi du récipient. Ce procédé général sert couramment à la pose des capsules à cannelures et sert également à celle de la capsule suivant l'invention. Hais quoique la suite des opérations soit
la même, il résulte du contour initial de la capsule que les résultats obtenus par l'opération de capsulage sont très différents. Par exemple le capsulage des récipients sous pression du type normalisé des bouteilles à boissons gazeuses dont le diamètre intérieur du goulot est d'environ 16,25 mm et le diamètre extérieur d'environ 26,16 mm s'effectue à peu près exclusivement avec des capsules en tôle de fer blanc d'environ 0. 30 mm. d'épaisseur p o u r o b t e n i r un résultat satisfaisant. Mais on peut arriver à un aussi bon résultat sur un récipient normalisé avec une capsule ayant le contour suivant
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représente une économie d'environ 25 % de matière et permet d'effectuer une opération de capsulage satisfaisante avec un métal considéré généralement comme impropre à cet effet par les spécialistes de ces problèmes et de ces opérations. Au cours dressais effectués avec des récipients fermés avec des capsules de la forme suivant l'invention et en tôle de 0,22 mm. d'épaisseur, on a constaté que la capsule résiste à une pression d'essai d'au moins 19,6
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sans fuite dans les conditions d'utilisation ordinaires. L'importance de cette forme de construction perfectionnée se manifeste en particulier lorsqu'on la compare avec des capsules en tôle de 0,22 mm de la forme ordinaire. La pression d'essai n'atteint dans ce cas qu'une valeur voisine de 3,5 kg/ cm2, tandis que des capsules de forme ordinaire en tôle de 0, 30 mm donnent
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Lorsqu'une matrice de capsulage normale descend sur une capsule suivant l'invention, la réaction de la capsule est assez différente de celle d'une capsule ordinaire à plusieurs points de vue. En premier lieu la périphérie du rebord 18 est lisse et non dentelée, en formant un anneau de réaction relativement inextensible contre lequel s'appliquent les extrémités des
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portions 14b a d'abord tendance à élargir la périphérie 18 du rebord et comme ce rebord oppose une résistance extrêmement forte à cet élargissement, puisqu'il n'est pas ondulé, cette action se concentre suivant un vecteur opposé dirigé en dedans le long des portions de poussée 14b, ce qui a pour effet de plier rapidement et efficacement les bords des nervures 16 et de former des crochets ainsi que les portions intermédiaires 14a autour d'axes
17, pendant que la portion l4b passe par une position sensiblement horizontale sous l'action de la matrice de capsulage. Le point 17, figure 2, est celui où un de ces axes de pliage perpendiculaire au plan de la figure rencontre ce plana Cet axe se trouve horizontalement dans le plan de' chacune des portions 14a à peu près à la hauteur indiquée.
L'action précitée est tout à fait différente de celle qui s'exerce au moment du capsulage d'une capsule ordinaire, et par laquelle il se forme un coude brusque au point
17, tandis que la capsule se serre fortement sur le récipient au-dessous. Dans le cas d'une capsule ordinaire les nervures se rabattent progressivement en dedans et entourent les surfaces de retenue du récipient par une portion courbe à rayon relativement grand faisant le tour de la partie saillante du
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tion de came tendant à les étaler et exercée par la pression dans le récipient, que celle de la figure 2.
Lorsque la matrice de capsulage continue à descendre, le rebord est refoulé et prend sa forme définitive de la figure 2. Avant de prendre cette forme, il peut arriver que la périphérie 18 du rebord 12 prenne aux extrêmes pointes des nervures une forme légèrement irrégulière ou ondulée, mais si ces irrégularités se sont produites, elles sont ensuite refoulées en
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ment exercé par la matrice de capsulage. Les portions 14b des cannelures forment a peu près l'angle indiqué sur la figure, c'est-à-dire un angle de 45[deg.] en se dirigeant vers le bas et s'éloignant de l'axe de la capsule. Il ressort d'une simple comparaison que cet angle est beaucoup plus voisin de l'horizontale que celui d'une capsule ordinaire. L'essai plus commode à effectuer à la vue ou au toucher ' sur une capsule à cannelures de la nouvelle forme suivant l'invention consiste à examiner la périphérie inférieure du rebord de la capsule.
Alors que la capsule ordinaire comporte des cannelures profondes ou un contour en plan accusé d'une roue d'engrenage en ce point, lorsqu'elle est posée, le contour en plan de la capsule suivant l'invention est sensiblement circulaire au point correspondant et la majeure partie au moins des pointes des portions 14b se trouve entre les pointes des nervures en forme de crochets 16a et remplit les intervalles qui les séparent, ce qui indique
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dans leur position finale est beaucoup moins grande que dans le cas d'une capsule ordinaire.
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posent suivant un angle approprié, et par suite opposent une forte résistance horizontale, cette couronne s'appuyant sur une couronne de renforcement for-
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du tout. Cette forme de construction sert à entretoiser les crochets à angle vif formés par les bords des nervures 16 et les portions 14a, pendant qu'ils se rabattent au-dessous du bourrelet de retenue 31 au récipient 30 autour des axes 17 et constitue une forme de construction perfectionnée et renforcée grâce à laquelle ces crochets ont encore plus de difficulté à s'écarter, lorsque la capsule a tendance à se soulever sous l'effet de la pression intérieure.
Une autre caractéristique de la capsule suivant l'invention consiste dans la forme spéciale du profil des nervures 16. Alors que lorsqu'on passe de la partie supérieure à la partie inférieure d'une nervure d'une cap-
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tient par le procédé d'emboutissage profond de formation des cavités 14, des nervures 16 dont le changement de direction d'une extrémité à l'autre est
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et 3, accompagnée de là résistance qui résulte de la relation angulaire entre les portions de poussée 14b, parait donner lieu à une forte résistance localisée en un point de la course de la matrice de capsulage et à une augmentation correspondante de l'effort provoquant le mouvement de la matrice. Cette résistance apparait en réalité en même temps que les nervures 16 se plissent brusquement et avec force en dedans pour former les crochets 16a,
et par suite la force d'application de la plaque supérieure 10 sur l'ouverture du goulot du récipient 30 est maximum à ce momento Cette force est ainsi transmise et retenue par les crochets et est suffisante pour former un joint extrêmement efficace et s'opposer avec certitude aux fuites accidentelles, dues par exemple à de légers défauts du bourrelet du récipient.
Si on compare des capsules en même métal, l'effort de capsulage précité à exercer sur une capsule de la nouvelle forme suivant l'invention est sensiblement plus grand que celui qui est nécessaire pour une capsule
du type courant. Une autre comparaison utile peut aussi se faire entre les capsules de bouteilles à boissons gazeuses du type normalisé, qui ayant la
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ayant la forme suivant l'invention sont en métal de 0, 22 mm. d'épaisseur. On constate que la pression à exercer pour poser cette dernière capsule est en réalité égale ou supérieure à celle qui est nécessaire pour poser l'autre capsule dans des conditions comparables et par suite le pouvoir d'obturation de la capsule suivant l'invention est au moins équivalent à celui de l'autre, au point de vue des défauts du bourrelet du récipient.
On obtient donc par la forme de construction spéciale décrite cidessus un rebord de retenue d'une plus forte résistance, de sorte que la pression qui peut être retenue par une garniture normale remplaçant l'obturateur
perfectionné 22 est plus forte, et lorsque ce rebord est en tôle métallique
d'épaisseur normale. D'autre part, si on emploie une tôle métallique légère
et en métal plus ductile, considéré comme impropre à la solution des problèmes de capsulage sous pression normale, on peut néanmoins obtenir un rebord
qui donne toute satisfaction et remplit toutes les conditions du commerce.
Ces avantages sont encore renforcés par la présence de l'obturaleur 22, qui permet de diminuer encore le poids et l'épaisseur de la plaque.
Par exemple, si on diminue l'épaisseur du métal de la capsule pour une pression donnée dans le récipient, la capsule a plus de tendance à se bomber et
à se déformer, car la rigidité de la plaque supérieure 10 diminue également.
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ont pour effet d'augmenter la surface de poussée, mais les conséquences de
cette augmentation sont supprimées par-la présence de l'obturateur perfectionné 22, ainsi qu'il a été décrit plus haut.
Suivant la figure 1, avant d'appliquer la capsule sur le récipient, la zone 26 comporte une portion périphérique 26a plus épaisse, qui
remplit l'angle annulaire formé entre la plaque et le rebord 12 de la capsule. La surface de cette portion plus épaisse vient en contact avec le bourre-
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pendant l'opération de fermeture. La pression finale exercée au cours de l'opération de fermeture a pour effet d'écraser et de refouler la portion plus
épaisse 26a et de la déformer en lui faisant prendre une forme qui lui permet de se prolonger très bas sur la surface extérieure du bourrelet 32,
c'est-à-dire la forme désignée par 26b sur la fige 2, et en la poussant très
fortement contre cette surface sous l'effet de sa propre élasticité. Lorsque
la capsule occupe sa position finale, fig. 2, le matelas 26 qui se compose
de sa portion périphérique 26b et de son bourrelet en saillie 28 vient en
contact avec le bourrelet 32 du récipient 30 en l'entourant, en s'appliquant
étroitement et élastiquement contre lui sur une portion étendue, continue
de l'intérieur à l'extérieur., La figure 3, représente une autre forme de réalisation de l'invention, qui ne comporte pas la portion plus épaisse 26a à la périphérie de la zone en contact avec l'ouverture du récipient, et dont les éléments sont désignés par les mêmes références que sur les fige 1 et 2. La zone 26' en contact avec l'ouverture du récipient de l'obturateur 22' a sensiblement la même
épaisseur sur toute sa longueur, sauf qu'elle s'amincit en biseau à l'extrême limite de sa périphérie et est un peu plus épaisse, sinon de même épaisseur, en un point quelconque, que le diaphragme 24-. Il est facile de voir que l'obturateur 22' de la forme de la fig. 3 remplit sa fonction à peu près de
la même manière que celui de la fige 1 et de la figure 2, car il possède aussi
la caractéristique la plus importante du bourrelet annulaire flexible 26 déformé par l'ouverture 32 du récipient de façon à obtenir un contact étanche
plus parfaite
Les expressions qui servent à désigner des directions correspondent aux directions par rapport aux figures et par suite ne sont que des désignations essentiellement relatives.